2020年10月3日 星期六

實驗用電源的種類與適用範圍

電源,是實驗必備的工具
工具好不好用,就會是實驗過程中順不順利的重要條件
因此花了許多時間打造和尋找實驗用的電源(這些過程一點都不有趣的~~)
當然這些你都可以花錢搞定(大學都這麼搞的)
但也因為這樣的捷徑,讓很多人不懂這些電源的特性
出來的實驗就會出現一些奇怪的現象
其實很多就是用錯電源的原因
在業界,光是電源的研究就會是一門了不起且專業到不行的工作
所以,我們都在努力慢慢研究
也從研究過程中釐清自己許多錯誤的觀念
同時找到教學的切入點

(以下是不專業的介紹,專業人士請勿進入,但對初學者應該有點幫助)
簡單的來說,我經常使用的電源有以下幾種
這個是我最常用的了,最大電流約1A多一點
加上一些外掛裝置就更厲害了
屬於線性電源(Linear power supply),所以直流脈衝很明顯
不適合做電磁感應相關的實驗
因為功率不大,熱效應的實驗也不適合
短時間短路也不會有危險
所以蠻適合作磁效應的實驗(磁效應的實驗經常都是短路實驗,其實是不好的,這是另一件事了)
一般簡單電學或電子學也適合(有些電子元件還是不行的)
不過電壓無法微調,電流又不大,所以如果作歐姆定律要小心電阻不能太小
方便、輕巧、安全、容易調整電壓又同時有DC和AC
所以還是首選


2.六段電池盒,低功率DC
這是因應電磁學實驗,以及部分電器對電源要求較嚴格(不能有過大的直流脈衝)的時候使用的
同時也可以壓榨一些已經低電壓的電池串連後再繼續使用
非常環保的~~但還是要裝電池...
若裝上14500,就可以使用到將近34V
14500最大電流約3~4A,要小心不要短路太久


3.18650多段電池盒,高功率DC
大功率實驗的首選
短路電流有10A,小心用!!
連接的電線要夠粗,不然人家的大功率就白費了


4.鉛電池,高功率DC
短路電流超過20A
點焊、筆芯燈泡、串並聯功率等都很適合
但很重,不適合攜帶

5.可微調電源,中等功率DC
利用19V筆電充電器改裝可微調電壓的直流電源,最大電流3A
屬於交換式電源(Switch Mode Power Supply,SMPS),直流電的波形很漂亮
作電磁感應的實驗也沒問題
因為可微調電壓(最大19V),很適合作歐姆定律的實驗
可加裝多種套件
PWM、恆定電流、短路跳脫
體積尚可,算是很好用的攜帶型電源


6.電腦POWER供應器,高功率DC
也是屬於SMPS的一種
可選擇3V,5V,12V,最大電流可以將近20A(5V)
而且短路自動斷電,也幾乎不會有火花
非常安全,作筆芯電池、乾餾也沒問題


線性電源(Linear power supply)和交換式電源(Switch Mode Power Supply)的功用和優缺點各有不同
若能好好掌握,很多實驗都沒問題了
至於裡面的電路細節有機會再說了

目前還少一樣